A cellulóz-éter egy polimer vegyület, amelyet természetes cellulózból szintetizálnak éterezési eljárással, és kiváló sűrítő- és vízvisszatartó szer.
Kutatási háttér
Az utóbbi években a cellulóz-étereket széles körben alkalmazzák szárazon kevert habarcsokban, a legszélesebb körben használtak néhány nemionos cellulóz-éter, beleértve a metil-cellulóz-étert (MC), a hidroxi-etil-cellulóz-étert (HEC), a hidroxi-etil-cellulóz-étert, a metil-cellulóz-étert (HEMC) és a hidroxi-propil-metil-cellulóz-étert (HPMC). Jelenleg nem sok szakirodalom található a cellulóz-éter oldat viszkozitásának mérési módszeréről. Hazánkban csak néhány szabvány és monográfia írja elő a cellulóz-éter oldat viszkozitásának vizsgálati módszerét.
A cellulóz-éter oldat előállítási módja
Metil-cellulóz-éter oldat előállítása
A metilcellulóz-éterek olyan cellulóz-éterek, amelyek molekulájában metilcsoportok vannak, mint például az MC, a HEMC és a HPMC. A metilcsoport hidrofóbicitása miatt a metilcsoportokat tartalmazó cellulóz-éter oldatok termikus gélesedési tulajdonságokkal rendelkeznek, azaz a gélesedési hőmérsékletüknél magasabb hőmérsékleten (kb. 60-80°C) oldhatatlanok forró vízben. A cellulóz-éter oldat agglomerátumképződésének megakadályozása érdekében a vizet a gélesedési hőmérséklete fölé, körülbelül 80-90°C-ra kell melegíteni, majd a cellulóz-éter port a forró vízbe kell adni, keverés közben diszpergálni, folyamatos keverés mellett lehűteni a beállított hőmérsékletre, így homogén cellulóz-éter oldatot lehet belőle készíteni.
Felületkezetlen metilcellulóz-tartalmú éterek oldhatósági tulajdonságai
A cellulóz-éter oldódási folyamat során történő agglomerációjának elkerülése érdekében a gyártók néha kémiai felületkezelést végeznek a porított cellulóz-éter termékeken az oldódás késleltetése érdekében. Az oldódási folyamat a cellulóz-éter teljes diszpergálása után következik be, így közvetlenül diszpergálható semleges pH-értékű hideg vízben agglomerátumok képződése nélkül. Minél magasabb az oldat pH-értéke, annál rövidebb a késleltetett oldódású cellulóz-éter oldódási ideje. Az oldat pH-értékét magasabb értékre kell állítani. A lúgosság kiküszöböli a cellulóz-éter késleltetett oldhatóságát, ami a cellulóz-éter oldódáskor agglomerátumok képződését okozza. Ezért az oldat pH-értékét a cellulóz-éter teljes diszpergálása után kell emelni vagy csökkenteni.
Felületkezelt metilcellulóz-tartalmú éterek oldhatósági tulajdonságai
Hidroxi-etil-cellulóz-éter oldat előállítása
A hidroxietil-cellulóz-éter (HEC) oldat nem rendelkezik a termikus gélesedés tulajdonságával, ezért a felületkezelés nélküli HEC forró vízben is agglomerátumokat képez. A gyártók általában kémiai felületkezelést végeznek a porított HEC-n az oldódás késleltetése érdekében, hogy az közvetlenül diszpergálható legyen semleges pH-értékű hideg vízben agglomerátumok képződése nélkül. Hasonlóképpen, egy magas lúgos oldatban a HEC szintén agglomerátumokat képezhet a késleltetett oldhatósági veszteség miatt. Mivel a cementiszap hidratálás után lúgos, és az oldat pH-értéke 12 és 13 között van, a felületkezelt cellulóz-éter oldódási sebessége a cementiszapban szintén nagyon gyors.
A felületkezelt HEC oldhatósági tulajdonságai
Következtetés és elemzés
1. Diszperziós folyamat
A felületkezelő anyagok lassú oldódása miatti, a vizsgálati időre gyakorolt káros hatások elkerülése érdekében az előkészítéshez forró víz használata ajánlott.
2. Hűtési folyamat
A cellulóz-éter oldatokat kevertetni és szobahőmérsékleten kell hűteni a hűtési sebesség csökkentése érdekében, ami hosszabb vizsgálati időt igényel.
3. Keverési folyamat
Miután a cellulóz-étert hozzáadtuk a forró vízhez, folyamatosan keverjük. Amikor a víz hőmérséklete a gél hőmérséklete alá csökken, a cellulóz-éter oldódni kezd, és az oldat fokozatosan viszkózussá válik. Ekkor a keverési sebességet csökkenteni kell. Miután az oldat eléri a bizonyos viszkozitást, több mint 10 órán át állni kell, mielőtt a buborékok lassan a felszínre emelkednek, kipukkadnak és eltűnnek.
Légbuborékok cellulóz-éter oldatban
4. Hidratációs folyamat
A cellulóz-éter és a víz minőségét pontosan kell mérni, és ne várjuk meg, amíg az oldat nagyobb viszkozitást ér el a víz utántöltésével.
5. Viszkozitási vizsgálat
A cellulóz-éter oldat tixotrópiája miatt a viszkozitás mérése során a rotációs viszkozitásmérő rotorjának az oldatba helyezése megzavarja az oldatot és befolyásolja a mérési eredményeket. Ezért a rotor oldatba helyezése után 5 percig állni kell hagyni a vizsgálat előtt.
Közzététel ideje: 2023. márc. 22.